模块化设计方法及其在机械设计中的应用
摘要：模块化设计在机电范围广泛，模块化、数据化、智能化是整个行业发展的必然趋势，因此管理人员应该合理利用智能控制系统，明确在作业过程中存在的问题，合理选择系统开发平台与数据库平台，满足市场的多样化要求。
关键词：模块化设计；机械设计；应用分析
引言
模块化设计是机械设计发展的主要方向。模块化设计能够最大限度上满足市场的不同需求，在提高自身效率的同时，降低了成本。作为设计人员要明确模块化技术的开发要求，结合可拓展理论，合理划分模块，重视历史经验的分析以及总结，提高模块相互转化的性能，促进我国机械制造智能化、模块化、集成化发展。
1模块化设计方法发展史及优点
模块化设计的研究工作始于1950年，此时国外已经研制出了一些模块化产品。但我国的机械行
业发展较晚，直到90年代后计算机技术飞速发展，CAD技术、UG、CATIA、SolidWorks等软件系统的开发，推动了模块化生产技术。当下，模块化技术已经广泛应用于建筑、家居、电子、航天航海等各个行业。将模块化设计引入整体的机械工程中，能够解决内部建模中存在的问题。模块化设计是机械设计发展的必然趋势，也是工业自动化时代的基础要求。
模块化设计是机械设计中一种重要的方法，实现了对每个模块全方位的思考。要求设计人员在设计过程中应该加强前期的分析，明确模块的基本功能，合理进行拆分，在保证模块独立性能的基础上，做到相互更换，从而实现整个功能的升级。下面将主要介绍模块化设计方法的优点。
1.1降低包装成本
模块化设计简化了整体的包装过程，在传统机械过程中，需要依照产品自身特性采取特殊的包装过程，相对而言作业范围过于狭小，设计出来的包装只能应用到同一规模下的产品，生产的适用性有限，很容易出现人力、物力上的浪费。模块化设计能够满足各种产品的要求，促进包装简单化、集约化，降低了整体包装成本。
1.2减少资源浪费
在模块化设计理念下，各个模块相对独立，操作较为简单，整体系统的自由度较高，更好地满足当下机械发展的个性化要求。模块化设计中大多采用标准零件，本身可替换性强，当机械出现故障时，可以通过简单方法，明确故障部位，及时替换，避免了不必要的资源浪费。
1.3符合工业化生产的需求
在模块化生产设计中主要包括横向的模块化设计、纵向的模块化设计，横向的设计方式是指在不改变原产品的基础上，生产其他形态的产品，相对容易操作。纵向的模块化设计是对不同规格的产品进行统一的筹划，能够有效节约资源。在不断发展过程中形成了横向与纵向相结合的模块设计，能够最大限度上满足工业生产的要求。
2模块化设计现状
模块化设计涉及了多重领域知识，而部分操作专业知识上存在欠缺，缺乏有效的数据意识，不利于机电一体化的长期发展。模块化设计是工业生产的必然趋势，模块化设计集成系统前期投入较高，需要大量底层信息的支持，部分企业缺乏有力的研发部门，本身对模块化设计认识不清，不重视智能控制技术，内部缺乏有效的数据管理机制，日常作业系统混乱。
模块化设计对软件和硬件的要求较高，在实际生产过程中各个工序之间的协调性较差，控制技术数据的集成性较差，采集效率和准确度欠佳，缺乏完整的数据管理标准。此外，在数据分析过程中难免会出现差异，图像、文本存储在不同的载体内，在调用过程中可能出现不兼容，给后续的统筹管理带来了巨大的风险。
3模块化设计在机械设计中应用研究
3.1模块化设计在机数控机床上应用
数控机床作为机械生产中的一个基础构件，数控机床是装有控制系统的自动化机床。能够根据编码执行规定的程序。数控机床可以按照图纸要求加工出来规定形状和尺寸的零件。数控机床是一种柔性高效能的自动机床，能够实现精密小批量、多品种的零件加工。将模块化设计应用到数控机床时，可以实现对模块功能的分解利用，在模块划分时需要综合考虑车床的整体性能，统筹管理各项基础参数，将功能分解为最小单元，体现模块化设计的优势，在功能分解时应该综合考虑用户需求、市场需求。要借助的具体参数，应该从车削的旋转面方向入手，综合考虑车床的精密度，执行检测功能，确保车床的质量和实际使用情况。
3.2模块化设计在机柔性制造中应用
当下我国机械制造业不断发展，传统的单一的机械制造难以满足市场要求。柔性制造技术应运而生，将模块化设计方法与柔性制造相结合，能够最大限度上满足工艺的要求，在有效成本的投入下，实现不同风格、不同产品之间的变换，模块化设计方法能够解决机床的共性问题，实现一机多用、一模多产的需求。
3.3模糊控制技术在机械设备中应用
预测控制技术主要是通过全面收集及其在工作中产生的各项数据，从而预测机械的生产情况。预测控制技术以数据为基础，以时间为核心，通过对大量数据的控制能够形成更加精准的智能化、模块化控制模型。通过实时监控、精确细分，明确机械设备在工作过程中存在的各种隐藏问题，实现提前检修，确保整体设备运行的稳定性与安全性。当下，电子机械电子工程技术不断发展，管理人员要合理通过模糊控制系统，实现对生产环境进行合理控制，简化生产作业的流程，优化目标的工作节点，应用模糊控制技术后，可以高效地收集、分析和处理数据，通过对不同技术的合理搭配，实现技术之间的优势互补，提高整体工作的自动化水平，确保整体工作顺利开展。
4模块化设计发展趋势
4.1引入公理理论和独立性理论
机械产品的模块化设计中蕴含着丰富的信息，未来机械设计将会朝着模块化、智能化的方向发展，未来发展中将会结合可拓学的基本理论和设计方法，提高整体的模块配置。引入公理理论和独立性理论，对机械产品进行层次划分确保各个子系统的有效合作。
4.2模块化设计朝向自动化方向发展
在零件生产过程中，不同的机械设备负责不同的操作单元，在机械设备作业时对计算机语句和指令进行输入和描述。目前，工业机械的生产过程中需要和大量外界信息，自身工作效率不高。而模块化发展可以有效降低程序的复杂度，降低机械设备的工作负荷，保证机械能够高效稳定工作。
4.3模块化设计朝向集成化方向发展
集成化发展从本质上来讲是将不同功能的模块组合在一起，工业机械的集成化发展是工业智能时代的必然要求。就目前的工业机械生产过程来看，占地面积较大，资源浪费现象严重。因此在未来发展过程中，应该整合多种实际功能，借助可编程控制器实现对多种功能的调控，
减少机械设备的占地面积，优化资源配置，实现精细化、集成化操作。
5结束语
综上述，机械设备广泛应用于工业生产、建筑施工、农业种植等多方面，机械设备是各个行业的基础，机械设备的质量直接决定着整个工业体系的发展。模块化设计，通过调节各个子程序之间的连接关系，保证整个的软件稳定运行，在降低整体的制造成本的同时，确保设备运行的安全和稳定性，模块化设计是我国制造业发展的未来趋势。
模块化设计的产品举例参考文献
[1]庆燕飞.试论模块化设计方法及其在机械设计中的运用[J].南方农机,2019,50(15):121.
[2]张鸿萍.浅析机械设计中的模块化设计思路[J].湖北农机化,2018,(04):38-39.
[3]蔡燕华.分析模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J].科技传播,2014,6(04):160+154.

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。